Hlavní stránka > Airglow – jemná světelná krajka atmosféry naší Země

Airglow – jemná světelná krajka atmosféry naší Země

Banner - Airglow

RNDr. Martin Setvák, CSc. je člověk, kterého zájem o dění nad hlavou, přivedl nejprve k astronomii. Tato láska k obloze mu zůstala i nadále, jen se změnila vzdálenost sledovaných objektů. Namísto světelných let se v současnosti zabývá objekty vzdálenými řádově několik světelných mikrosekund, čili v atmosféře Země. Nicméně meteorologické jevy, kterými se Martin Setvák profesionálně zabývá, mají s astronomií přeci jen hodně společného. Jsou viditelné pouze v noci a pro krajinářské astrofotografy je jejich zachycení něco jako zlatým grálem.

Airglow, nebo též „nightglow“ je velice slabé přirozené světélkování pozemské atmosféry, většinou ve výškách mezi 85 až 100 kilometry. Atmosféra se během dne „nabije“ UV zářením ze Slunce a v noci potom dochází k jejímu postupnému vyzařování. Zpravidla bývá toto světlo ještě slabší než polární záře a proto, pokud byste jej zahlédli očima, určitě byste jej vnímali pouze černobíle. Nightglow bývá někdy za ideálních podmínek viditelné i z ČR. Projevuje se však pouze tak, že obloha není zcela černá a očima jej tedy prakticky nelze odlišit od světelného smogu. Na fotografiích se pak jeví jako červený, nebo zelený jas oblohy.

V atmosféře se uplatňuje hned několik mechanismů, které vedou k vyzařování energie v různých barvách v různých výškách. Existuje dokonce i modré airglow, ale často bývá viditelná žlutá až oranžová barva, která vzniká smícháním hlavních barevných složek airglow – červené a zelené barvy. Atmosféra samozřejmě vyzařuje airglow nepřetržitě a ve dne je dokonce airglow asi o tři řády jasnější než noční nightglow. Jenže ve dne není airglow pochopitelně přímo pozorovatelné, protože toto subtilní světlo je beznadějně přezářeno rozptýleným modrým světlem denní oblohy.

Airglow je velmi proměnlivý jev, měnící se v řádu minut, jehož strukturu nebylo možné v minulosti na černobílých fotografiích s dlouhými expozicemi zachytit. Byl patrný pouze jako závoj přes celé nebe. Teprve s příchodem velmi citlivých čipů bylo možné pořídit fotografie zobrazující zajímavou strukturu tohoto jevu. Airglow se zpravidla nevyskytuje jako rovnoměrná vrstva, ale nachází se v něm různé nehomogenity, vlny a podobně. Ze zemského povrchu se jedny z nejkrásnějších obrazů nočního airglow podařilo zachytit našemu vynikajícímu astrofotografovi Petrovi Horálkovi. Z kosmického prostoru, například z ISS, bývá zase dobře patrná vrstevnatost airglow.

 

Airglow od Petra Horálka

Vlny v červeném a zeleném airglow zachycené z Oravské Lesné fotoaparátem Petra Horálka (viz www.astronom.cz/horalek/?p=477).

 

Zcela nový pohled na airglow přineslo pozorování pomocí amerického satelitu Suomi-NPP, který byl sestrojen jako výrobní prototyp pro ověření nových technologií, které se osazují na současnou generaci meteorologických družic, např. JPSS-1 (NOAA-20). Oba tyto satelity, Suomi-NPP i NOAA-20, jsou vybaveny vysoce citlivým přístrojem VIIRS a jeden z jeho kanálů – DNB (Day/Night Band) se stal hlavním nástrojem pro současný výzkum nightglow a světelného znečištění na naší planetě.

 

Světla v ČR ze satelitu Suomi-NPP

Obraz noční České republiky. Citlivé oko satelitu Suomi-NPP zachytí světlo z každé vesnice. (pro větší rozlišení klikněte na obrázek)

 

Obrazy Země pořízené v noci za svitu Měsíce jsou fenomenální a dřívějšími generacemi družic nedosažitelné. Ukázky zobrazení polární záře, bouří s blesky, nebo průletu bolidu nad Pacifikem, které byly v přednášce uvedeny, byly překrásné. Velice zajímavé byly též noční snímky hurikánů s rozvlněnou strukturou obrazu způsobenou právě díky jevu zvanému airglow. Je vidět, že hurikán, přestože se vyskytuje v troposféře, nejnižší vrstvě atmosféry, dokáže ovlivnit i vrstvy ležící 100 km vysoko! Ale nejen hurikány, ale též silné konvektivní bouře, jetstreamy, anebo sopečné erupce dokáží ovlivnit prostřednictvím tzv. atmosférických gravitačních vln, strukturu mnohem vyšší části atmosféry, mezosféry a mezopauzy. Rychle proudící vzduch – jetstream způsobuje v airglow vlny podobné dunám na poušti, zatímco silné bouře a sopečné výbuchy vytváří soustředné vlny podobné kruhům na vodě. Více koncentrických vln airglow, pocházejících například z několika bouří, se mohou dokonce skládat a vytvářet v podstatě interferenční obrazce!

 

Pozemská fotografie kruhových vln v airglow

Krásný snímek kruhových vln v airglow, nad Bangladéží, jak je v dubnu 2014 zachytil z Tibetu Jeff Dai (viz https://www.flickr.com/photos/jeffdai/14845763849/.

 

Kruhové airglow ze Suomi-NPP

Stejné kruhové vlny v airglow, jako v předchozím případě, zobrazené z kosmu družicí Suomi-NPP.

 

Přednáška RNDr. Martina Setváka byla neobyčejně zajímavá. Lidé mají obecně pocit, že vzdušný obal naší Země již vědci poměrně dobře prozkoumali. Pojmenovali jsme vrstvy atmosféry, známe její složení, dokážeme dokonce popsat postupné změny klimatu a každý večer si můžeme v televizi poslechnout celkem spolehlivou předpověď počasí. Řekli bychom, že věda už jen dočesává současné znalosti. Ale není to pravda. Díky novým technologiím jsme objevili v atmosféře naší planety docela nové děje a struktury, které mají velikost třeba i přes tisíc kilometrů a o kterých jsme ještě v docela nedávné minulosti neměli ani tušení. Prozatím je kolem nich stále mnoho otazníků a spousta souvislostí nám zcela určitě stále uniká. Ne všechny jevy na fotografiích dokážeme spolehlivě vysvětlit. Studiem vlastností airglow se dozvídáme nové, zajímavé a důležité informace o vlastnostech vzdušného obalu naší Země – našeho vesmírného domova.

 

Vlny v airglow se podařilo zachytit za bezměsíčné noci nad stromy Labské louky na časosběrném videu i Martinovi Setvákovi. Pozorovací stanoviště bylo nedaleko pramene Labe, v nadmořské výšce přibližně 1350 m. Při pozornějším sledování videa jsou patrné (zejména v úvodní části série) slabé vlny v zelenavém airglow, postupující v záběru odspoda vzhůru (od západu na východ). Viz: 20160927-28_2105-0035utc_MW_Labska-louka_1680x1080.mp4.

 

Přednáška Martina Setváka

Velice si vážíme toho, že Martin Setvák přijal pozvání na naši hvězdárnu a věříme, že jej budeme moci v budoucnosti uvítat ještě jednou, tentokrát s přednáškou o jeho čarokrásných časosběrných videích (viz http://www.setvak.cz/setvak-cz.html).

 

Martin Setvák v Prostějově

RNDr. Martin Setvák, CSc. u meteostanice na prostějovské hvězdárně.

 
{"prihlaseny":0,"jazyk":"1","povinne":"Povinn\u00e1 polo\u017eka","neopravnen":"Nem\u00e1te opr\u00e1vn\u011bn\u00ed k proveden\u00ed po\u017eadovan\u00e9 operace. Ov\u011b\u0159te jestli je va\u0161e p\u0159ihl\u00e1\u0161en\u00ed st\u00e1le aktivn\u00ed a sv\u00e1 p\u0159\u00edstupov\u00e1 pr\u00e1va.","ok":"OK","storno":"","ano":"Ano","ne":"Ne"}
http://www.hvezdarnapv.cz/
http://www.hvezdarnapv.cz/airglow-jemna-svetelna-krajka-atmosfery-nasi-zeme
Během minut dojde k vašemu automatickému odhlášení ze systému. Potřebujete více času?
Z důvodu dlouho trvající nečinnosti jste byl automaticky odhlášen ze systému